Материал: Общая химия с физкалом

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

термодинамически запрещена, нет смысла даже искать катализатор.

Возможность протекания химической реакции в зависимости от знака ΔS и Н и температуры


№		Знак			Самопроизвольность				Пример
№	Н	ΔS	G		реакции				Пример
	Н	ΔS	G		реакции
				Самопроизвольна			при	любых
				Т.	Энтальпийный			и
1	–	+	всегда –	энтропийный			факторы		2О3(г)→3О2(г),
1	–	+	всегда –	действуют		в	прямом		∆Н<0
				действуют		в	прямом		∆Н<0
				направлении,		следовательно,
				равновесие невозможно
				Реакция не идет при любых Т.
				Энтальпийный и энтропийный					3О2(г) → 2О3(г),
2	+	–	всегда +	факторы действуют в обратном					3О2(г) → 2О3(г),
				направлении,			равновесие		∆Н>0
				невозможно
				Самопроизвольна			при	низких
			– при	Т,	несамопроизвольна			при
			низких Т;	высоких		Т.	Равновесие
			+ при	возможно, т.к. энтальпийный и					2Н2 (г) + О2 (г) ↔
3	–	–	высоких Т;	энтропийный			факторы		2Н2 (г) + О2 (г) ↔
			при опред.	действуют		в	разных		2Н2О(ж), ∆Н<0
			Т,	направлениях.			Равновесие
			ΔG = 0	сдвинуто в сторону продуктов
				реакции при низких Т
			+ при	Несамопроизвольна при низких
			низких Т;	Т,	самопроизвольна			при
			– при	высоких		Т.	Равновесие		2С(т) + О2(г) ↔
4	+	+	высоких Т;	возможно, т.к. энтальпийный и					2С(т) + О2(г) ↔
			при опред.	энтропийный			факторы		2СО,∆Н>0
			Т,	действуют		в	разных
			ΔG = 0	направлениях

Примеры решения задач на вычисление энергии Гиббса

Пример 1. Вычислить ΔGор-и гидратации β-лактоглобулина при 25оС. Нор-и = -6,75 кДж/моль; ΔSор-и = - 9,74 Дж/моль∙К. Оценить вклад энтальпийного и энтропийного факторов.

Решение: Н < 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию прямой реакции. ΔS < 0 – реакция протекает с уменьшением энтропии, энтропийный фактор вызывает обратную реакцию. Энтальпийный и энтропийный факторы действуют в разных направлениях, следовательно, в системе возможно равновесие.

Т = 25 + 273 = 298 К.

Посчитаем ΔGор-и = Н - ТΔS = -6,75 + 298(-9,74)∙10-3 = -9,65

кДж.

Посчитаем температуру равновесия, исходя из условия, что

ΔG = 0

Н - ТΔS = 0;		Н = ТΔS;
Т	Н ;	Т	-6,75 103	693К

	S	-9,74

Пример 2. Пользуясь справочными данными рассчитать Нор-и; ΔSор-и; ΔGор-и при 298 К. Оценить возможность протекания реакции при данной температуре и возможность состояния равновесия. Если равновесие, возможно, посчитать, при какой температуре. СН4 + Н2О(п) ↔ СО + 3Н2.

Решение: посчитаем Нор-и, используя второе следствие из закона Гесса.

Н	о	Н	о	Н	о		Н	о
	о		о		о			о
	р и		f (CO)		f (CH	)		f ( H	O)
					4			2
110,5 ( 74,9) (241,8) 206,2кДж

Н > 0, следовательно, энтальпийный фактор не способствует протеканию прямой реакции. Пользуясь вторым следствием из закона Гесса, также посчитаем ΔSор-и .

o	о	о		о		о		=
ΔS	=S	+3S		-S		-S	О	=
р-и	СО	Н	2	СН	4	Н	О
			2		4	2
197, 4 3130, 6 186, 2 188, 7 214,3 Дж / К

ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию прямой реакции. Посчитаем ΔG:

ΔG = Н – ТΔS.

Подставим численные значения Н и ΔS, переведя Дж в кДж. ΔG = 206,2 - 298∙214,3∙10-3 = 142,34 кДж

ΔG > 0, значит, реакция при 298 К протекать не может. Значения энтальпийного и энтропийного факторов говорят о том, что они действуют в разных направлениях. Прямую реакцию вызывает энтропийный фактор, обратную - энтальпийный. Следовательно, при определенной температуре возможно состояние равновесия, когда ΔG = 0, Н = ТΔS, откуда рассчитываем температуру:

	Н	206, 2 10	3
Т			962К.
	S	214, 3

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ II. ТЕРМОДИНАМИКА

Установите соответствие

1. ПРОЦЕСС		ПОСТОЯННЫЙ ТЕРМОДИНАМИ-
		ЧЕСКИЙ ПАРАМЕТР
1)	изотермический	а) концентрация
2)	изобарный	б) объем
3)	изохорный	в) давление
		г) температура

Установите соответствие
2. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ	СИСТЕМА
1) не обменивается с окружающей	а) открытая
средой ни массой, ни энергией	б) закрытая
2) обменивается с окружающей средой	в) изолированная
и массой, и энергией
3) не обменивается с окружающей
средой массой, обменивается энергией

Выберите один правильный ответ

3.Р,V,Т,С – ЭТО ГРУППА СВОЙСТВ ОТНОСИТСЯ К:

1)термодинамическим функциям состояния

2)термодинамическим параметрам

3)способам передачи энергии

4.∆U, ∆Н, S, ∆G– ЭТО ГРУППА СВОЙСТВ ОТНОСИТСЯ К:

1)термодинамическим функциям состояния

2)термодинамическим параметрам

3)способам передачи энергии

Установите соответствие
5. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ	СИСТЕМА
1) тело или группа тел, отделенных от	а) гомогенная
окружающей среды физической или	б) гетерогенная
воображаемой границей	в) термодинамическая

2)система, свойства которой одинаковы в любой точке

3)система, которая имеет границу раздела фаз

Выберите один правильный ответ

6. РЕАКЦИИ, ПРОТЕКАЮЩИЕ С ВЫДЕЛЕНИЕМ И ПОГЛОЩЕНИЕМ ТЕПЛА, СООТВЕТСТВЕННО

1)экзергонические и экзотермические

2)эндергонические и эндотермические

3)эндотермические и экзотермические 4 ) экзотермические и эндотермические

7.ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМИ НАЗЫВАЮТ УРАВНЕНИЯ, В КОТОРЫХ

1)указан тепловой эффект химической реакции

2)указано изменение энтальпии реакции

3)расставлены целые коэффициенты

4)расставлены дробные коэффициенты

8.«ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ РАВЕН СУММЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ И СОВЕРШЕННОЙ РАБОТЕ». ЭТО ФОРМУЛИРОВКА

1) закона Гесса	2) 1 закона термодинамики
3) 2 закона термодинамики	4) закона действующих масс

9.САМОПРОИЗВОЛЬНОМУ ПРОТЕКАНИЮ РЕАКЦИИ СПОСОБСТВУЕТ УМЕНЬШЕНИЕ ЭНЕРГИИ. ЭТО ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ

1)закона Гесса

2)1 закона термодинамики

3)2 закона термодинамики

4)закона действующих масс

10.МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ВИД 1 ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ИЗОБАРНОГО ПРОЦЕССА

1. Нообр. = - Норазл.	2.	∆S > 0
3. ∆H = ∆U + p∆V	4.	QV = ΔU

11.МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ВИД 1 ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ИЗОХОРНОГО ПРОЦЕССА

1. ∆U = ∆H + p∆V	2.	∆S > 0
3. ∆H = ∆U + p∆V	4.	QV = ΔU

Смотрите также:


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
Проактивные методы PR-деятельности российских авиационных компаний «Россия», «Азимут»
__RGR2
__RGR2
_10_Эмиль Золя для эл версии
_11_А. Франс для эл версии
_3 тема - Диффузия